本站原创摘 要：在大田条件下,以新稻19号和新稻20号为材料,研究了不同施氮量对其穗部性状和品质的影响.结果表明,随着施氮量的增加,水稻穗粒数、结实率和单穗质量呈减小趋势；表现为无氮肥处理最大,其他氮肥处理间差异较小；充实度表现为随施氮量增加呈先增加后减小的趋势.氮肥对稻米加工品质影响较小,对稻米的外观品质影响较大,过低或过高的氮肥施用,垩白粒率和垩白度均增加,适当增施氮肥有利于垩白粒率和垩白度的降低,从而有利于稻米品质的改善.
关 键 词：水稻；氮肥；穗部性状；品质
中图分类号： S511 文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2013.01.004
Effects of Nitrogen Treatment on the Rice Characteristics and Quality
YIN Chun-yuan, WANG Shu-yu, XUE Ying-zheng, LIU He-mei, ZHANG Xu, WANG He-le, HU Xiu-ming, SUN Jian-quan
（Xinxiang Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang, Henan 453002, China）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：A field experiment with xindao 19 and xindao 20 was carried out in 2011 on the farm of Xinxiang academy of agricultural sciences Henan province, China. Effects of N on the rice panicle characteristics and quality were studied. The results showed that grain per panicle, seed-setting rate and weight per panicle declined as N fertilizer application increasing. 1 000-grain weight was the biggest at no N level, which of other different N levels was all difference. The plumpness of grain showed increase firstly, then declined as N fertilizer application increasing. The effects of N on the rice milled quality was aller, and on the appearance quality was bigger. It indicated that chalky rice rate and chalkiness all increased when exceeding low or exorbitant N fertilizer using. Chalky rice rate and chalkiness declined by N using increased properly and rice quality would be improved.
Key words： rice； nitrogen fertilizer； panicle characteristics； quality
水稻产量可分解为有效穗数、每穗粒数、结实率和千粒质量,即库容与充实两个部分.Ying等[1]对高产水稻生理特性研究表明,高库容是高产水稻的重要特征,稳定的库有效充实是高产水稻的生理基础.因此,要想获得高产,关键在于协同产量构成因素,实现高库容与有效充实的统一,即缓和穗数与粒数,粒数与结实率之间的矛盾[2-3].因此,穗是水稻产量形成的关键器官,同时也决定着稻米品质的优劣[4-6].氮是影响水稻产量和品质的一个重要因素,关于施氮量对稻米产量和品质的影响,前人的研究结果表明：随施氮量的增加,每穗颖花数、每穗成粒数、成粒率和千粒质量显著下降；稻米的出糙率、精米率、整精米率呈下降的趋势[ 4,7],垩白率、垩白度呈上升的趋势[4,7-8],还有的研究结果甚至与之相反[9-10].说明氮肥对水稻产量和品质的影响因环境和基因型而异,不同栽培条件、不同的气候因子及不同基因型水稻品种对其的影响效应可能不同.本试验以熟期不同的两个水稻品种为试验材料,研究施氮量对其穗部性状和品质的影响,以期为水稻合理施肥提供理论依据.
1 材料和方法
1.1 供试品种
以常规粳稻新稻19号（150 d）和新稻20号（157 d）为供试材料.
1.2 试验设计
试验于2011年在新乡市农业科学院试验农场进行,土质为中壤土,地力中等、平衡, 前茬为小麦.土壤pH值为8.23,土壤含有机质5.04%、水解氮51.71 mg·kg-1、速效磷49.3 mg·kg-1、速效钾173.63 mg·kg-1 .
试验采用完全随机试验设计,设0,232.5,255,277.5,300 kg·hm-2纯氮5个施氮水平,分别用N0、N1、N2、N3、N4表示.小区面积12 m2,重复3次,小区间作埂隔离,并用塑料薄膜覆盖埂体,保证各小区单独排灌.试验于5月13日播种,6月13日移栽,栽插密度为22.2万穴·hm-2 （30 cm×15 cm）,每穴插2～3苗.每公顷施有机肥9 375 kg （腐熟的干鸡粪）,各时期N肥施用的百分比为基肥∶蘖肥∶穗肥等于25%∶25%∶50%.基肥整地时施入,分蘖肥于秧苗移入大田一周施入（6月22日）,穗肥分别于倒4、倒2叶叶龄期等量施入（即7月20日和8月3日施入）,P、K肥同常规栽培,每公顷施P2O5 150 kg,K2O 150 kg,全部用作基肥.其他管理措施统一按常规栽培要求实施.1.3取样方法
抽穗期参照朱庆森[11]的方法选择同一天抽穗开花、生长整齐的植株进行挂牌标记,每小区挂200 个纸牌.自开花每隔6 d取一次样,每次20个,直到成熟.每处理10个重复,于105 ℃烘箱杀青30 min,然后调至80 ℃进行烘干称干质量.
1.4 产量构成及稻米品质的测定
成熟期每处理通过普查测定30穴平均茎蘖数,用平均茎蘖数进行取样,每处理取10株,自然风干用于测定每穗粒数、结实率和千粒质量.稻谷贮存1 个月后测定糙米率、精米率、整精米率、垩白率、垩白面积、垩白度,测定方法均按国家标准实施.
1.5 数据分析
数据分析在EXCEL2003统计软件上进行.
2结果与分析
2.1 不同氮肥处理对水稻穗生育期动态变化的影响
图1为不同氮肥处理下水稻穗随生育期动态变化,图1表明,无氮肥和低氮肥处理下的稻穗质量高于高氮肥处理,N0处理远高于其他施氮处理,两品种变化一致.施氮处理下,新稻19号于花后6～24 d,N1处理明显高于其他施氮处理,平均高14.17%,花后24 d则低于其他施氮处理；对于新稻20号于花后0～12 d各处理差异较小,花后12 d至成熟则表现为N1处理较高,平均比其他施氮处理高18.57%.说明氮肥对稻穗生长增重过程有影响,不施氮或施氮量较少情况下,稻穗增长较快,单穗质量增加较大；增加氮肥施用量,单穗质量增加反而较低.从而也进一步说明了,在群体质量较小的情况下,适量增加氮肥投入有利于大穗形成；氮肥投入过大,群体较大,小穗较多,单穗质量减小.
2.2不同氮肥处理对水稻成熟期籽粒穗部结构的影响
从成熟期稻穗的穗部结构来看（表1）,结实率、千粒质量、充实度两品种受氮肥的影响较一致,处理间变异基本上在2%～8%左右波动.穗粒数和单穗产量两品种受氮肥影响差异较大,其中穗粒数,新稻19号处理间变异为15.24%,新稻20号为5.56%,单穗产量,新稻19号处理间变异为9.82%,而新稻20号为12.88%,说明氮肥对水稻穗部结构的影响因基因型而有差异.
对各穗部性状处理进一步进行方差分析表明,对于穗粒数,新稻19号随着施氮量的增加而增加至N3处理呈下降趋势,其中N1和N2处理差异不显著,与N0、N3和N4处理间差异达显著水平；新稻20号则表现N0处理最高,随着施氮量增加穗粒数呈降低趋势,至N4处理又有所回升.结实率、千粒质量和单穗产量,两品种均表现为N0处理最高,随施氮量增加呈下降趋势,处理间差异达显著水平.充实度,两品种均表现为N2和N3处理最高,与其他处理间差异达显著水平.
2.3 不同氮肥处理对水稻品质的影响
氮肥处理对水稻品质的影响见表2,其中加工品质即糙米率、精米率和整精米率受氮肥影响较小,其处理间的变异系数基本上在1%～5%左右波动,除个别处理间差异达显著水平外,其他处理差异不显著,两品种表现一致.稻米外观品质即垩白粒率、垩白面积和垩白度处理间变异相对于加工品质较大,高达10%～40%左右,各品种处理间差异基本上达显著水平.垩白面积则表现为低氮肥处理较高,高氮肥处理较低；垩白粒率和垩白度均表现为随施氮量增加而降低至N3处理最低,N4处理又有所升高.说明氮肥对稻米品质的影响主要表现在外观品质上,而外观品质主要表现在垩白粒率和垩白度上,氮肥对稻米垩白粒率和垩白度的影响表现为随施氮量的增加而降低,之后又呈上升趋势,即无氮肥和低氮肥处理垩白粒率和垩白度较高,高氮肥处理增加,适量或中等氮肥水平下稻米外观品质较好.表明氮肥对稻米的外观品质有一定的调控作用,氮肥过低或过高均不利于优质稻米的形成.
3结 论
穗粒数、结实率、千粒质量和充实度是产量构成的重要因子,也是反映有效库容-穗大小的唯一标准.关于产量构成因子的协调发展前人已进行了大量研究[12-17].氮是影响水稻产量形成最敏感的营养元素,氮肥对水稻穗部结构的影响报道较多,黄元财等[18]研究表明,增加氮肥投入,穗粒数、结实率和千粒质量下降.本研究结果与前人不尽一致,本研究结果表明,对于新稻19号,穗粒数则表现为随施氮量增加而增加至232.5 kg·hm-2和255 kg·hm-2氮水平最高,之后呈下降趋势；新稻20号穗粒数表现为随施氮量增加而降低,至300 kg·hm-2氮水平又有所回升,但仍低于N0水平,这与前人结果不尽一致.结实率和千粒质量随氮肥变化与前人研究结果一致.籽粒充实度则表现为255 kg·hm-2和277.5 kg·hm-2氮处理最高,差异不显著,但与其他处理间差异达显著水平.单穗产量表现为随施氮量增加而降低.这说明,无氮肥或低氮肥处理下,水稻穗部性状表现为穗大粒多,结实率和千粒质量高,籽粒充实饱满；高氮肥处理下,水稻穗部性状表现为穗小粒少,结实率和千粒质量低,籽粒充实度相对较小.因此,在不影响水稻整体产量水平的情况下,适当减少氮肥施入量有利于水稻穗部性状的改善.
稻米品质的形成过程实质是碳、氮及脂肪代谢的过程,而主要是碳水化合物的供应以及在籽粒库中积累、转化、脱水等过程,根系代谢活性、光合产物合成和转运、籽粒灌浆动态及关键酶作用等都与稻米品质形成密切相关.本研究结果表明,施氮量对稻米品质各指标均有影响,新稻19号和新稻20号各指标对氮肥反应基本一致.从各指标的变异系数可知,氮肥对稻米加工品质影响较小,除整精米率外,糙米率和精米率各氮肥处理间差异不显著.关于氮肥对稻米外观品质影响,江立庚等[19]研究认为,垩白粒率、垩白度随着施氮量的增加而提高；熊飞等[20]研究表明,随着氮肥施用量的增加,稻米垩白率逐渐降低.本研究结果表明,两品种垩白粒率和垩白度均表现为随施氮量增加而降低至277.5 kg·hm-2纯氮处理最低,300 kg·hm-2纯氮处理又有所升高,这与前人研究结果不尽一致.说明氮肥对稻米品质的优化作用有一个适宜的值,氮肥过低或过高均不利于优质稻米的形成.本试验结果表明,277.5 kg·hm-2纯氮处理有利于优质稻米的形成.参考文献：
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